CN110982510B - 一种水力压裂支撑剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种水力压裂支撑剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水力压裂支撑剂及制备方法与应用,该水力压裂支撑剂由改性支撑剂内核、固态防蜡层、保护层三部分组成,改性支撑剂内核为经过硅烷偶联剂处理的陶粒或石英砂,固态防蜡层由主防蜡剂、溶解速度控制剂、分散剂、粘结剂组成;保护层主要成分是可降解纳米材料。该支撑剂在水力压裂加砂初始阶段加入,泵送至油层深部,保护层在地层温度条件下、遇油溶解后,防蜡成分在溶解速度控制剂作用下缓慢释放。防蜡组分进入油层深部,因而不受季节影响,实现防蜡成分的长效均匀释放,具有防蜡效率高、作用时间长、不受季节环境限制、施工操作简单、使用安全、易推广的优点。

Description

一种水力压裂支撑剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于油田开发领域,具体涉及一种水力压裂支撑剂及制备方法与应用。
背景技术
随着开采过程中压力温度不断降低,油井井筒及管线结蜡现象普遍存在。结蜡会影响油井正常产液,严重的甚至出现蜡卡管柱、蜡堵地面管线等现象,不仅要投入大量人力、物力、财力进行频繁的洗井、检泵作业,而且直接影响油井生产。
目前油井防蜡的主要技术手段有油管内衬和涂层防蜡、油井中加入防蜡抑制剂防蜡和磁防蜡。每种方法都有各自的特点和最佳适用条件,其中油管内衬和涂层防蜡适用于自喷井和高套压油井;磁防蜡适用于低含水井;油井中加入防蜡抑制剂防蜡的方法应用最为广泛,但不适用于高含水井,加油后无法达到预期效果。
可见目前主流的防蜡技术有一定的使用范围,对低产油井和高含水井防蜡效果不理想,且都存在配套复杂、作业程序反复、作用时间短、受井筒温度和地面条件限制等诸多缺点。
目前尚未见到在储层改造阶段即考虑油井生产的防蜡问题,采用长效防蜡支撑剂进行油井防蜡的方法或类似技术的相关报道。
发明内容
针对目前主流的防蜡技术都有一定的使用范围,对低产油井和高含水井防蜡效果不理想,且都存在配套复杂、作业程序反复、作用时间短、受井筒温度和地面条件限制等诸多缺点,为此本发明提供了一种水力压裂支撑剂及制备方法与应用。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种水力压裂支撑剂,包括支撑剂内核以及由内而外依次包裹于支撑剂内核外部的固态防蜡层、保护层;
所述支撑剂内核为用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂;固态防蜡层由主防蜡剂、溶解速度控制剂、分散剂、粘结剂组成;保护层为可降解纳米材料。
所述水力压裂支撑剂,由以下重量份数的组份组成:
用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂70-75份;
主防蜡剂15-20份,溶解速度控制剂4-6份,分散剂3-4份,粘结剂3-4份;
可降解纳米材料1-2份。
进一步地,所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种组成的混合物。
进一步地,所述主防蜡剂为醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物或聚丙烯酸高碳醇酯;
所述溶解速度控制剂为醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物;
所述分散剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯;
所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或几种组成的混合物;
具体地,所述醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物的分子量为2000-10000kDa;所述聚丙烯酸高碳醇酯为聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯或聚丙烯酸十八酯;所述醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物的分子量为300-12000kDa。
进一步地,所述可降解纳米材料由以下重量百分比的组份组成:淀粉35%-45%,纳米粉体30%-40%,增塑剂15%-20%,聚乙烯醇10%-15%。
优选地,所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、硬脂酸酯、磷酸酯、甘油中的一种或几种组成的混合物。
进一步地,所述硅烷偶联剂占支撑剂内核总质量的0.5%-1%;所述陶粒或石英砂的粒径为0.11-0.85mm。
一种水力压裂支撑剂的制备方法,包括以下步骤:
S101,制备可降解纳米材料;
S102,通过硅烷偶联剂对陶粒或石英砂进行表面处理,并取配方量的用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂放入混砂锅中搅拌加热至250-300℃;
S103,向步骤S2的混砂锅中加入配方量的粘结剂,搅拌降温至150-200℃时加入配方量的分散剂,然后在温度降至120-150℃时分别加入配方量的主防蜡剂和溶解速度控制剂;最后在温度降至100-120℃时加入配方量的步骤S1所制得的可降解纳米材料;
S104,搅拌混合后分散均匀、晾干,得到所述水力压裂支撑剂。
进一步地,所述步骤S1中可降解纳米材料由以下方法制得:将配方量的淀粉、纳米粉体、聚乙烯醇、增塑剂依次加入反应釜中,在140-160℃进行熔融共混,即得所述可降解纳米材料。
一种水力压裂支撑剂的应用方法,具体为:在水力压裂前置液阶段完成后,将3-20方的水力压裂支撑剂注入地层后,再继续进行其余压裂作业。
本发明的有益效果如下:
1. 本发明所述的水力压裂支撑剂具有长效防蜡的功能,其采用支撑剂覆膜的方式,将防蜡、支撑和防护的功能了有机统一。
2. 本发明水力压裂支撑剂在水力压裂加砂初始阶段加入,泵送至油层深部,保护层在地层温度条件下、遇油溶解后,防蜡成分在溶解速度控制剂作用下缓慢释放,防蜡组分进入油层深部,因而不受季节影响,可实现防蜡成分的长效均匀释放。
3. 由于防蜡组分采用覆膜的方式附着在支撑剂上,可以保证其防蜡功能不受放喷排液影响。
4. 本发明加注方式和常规压裂工艺相同,无需其他特殊配备和工艺流程,施工操作简单、使用安全、易推广的优点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚的了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂的结构示意图;
图2本发明所述支撑剂制备方法的流程示意图。
附图标记说明:
1、支撑剂内核;2、固态防蜡层;3、保护层。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
实施例1
本实施例涉及一种水力压裂支撑剂,如图1所示,包括支撑剂内核1以及由内而外依次包裹于支撑剂内核外部的固态防蜡层2、保护层3;具体地,所述支撑剂内核1为用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂;固态防蜡层2由主防蜡剂、溶解速度控制剂、分散剂、粘结剂组成;保护层3为可降解纳米材料。
在水力压裂前置液阶段完成后,将本发明所述的水力压裂支撑剂代替常规支撑剂注入地层,再继续进行压裂作业(所述压裂作业程序与常规压裂相同),该支撑剂在水力压裂加砂初始阶段加入,泵送至油层深部,保护层在地层温度条件下、遇油溶解后,防蜡成分在溶解速度控制剂作用下缓慢释放。防蜡组分进入油层深部,因而不受季节影响,实现防蜡成分的长效均匀释放,具有防蜡效率高、作用时间长、不受季节环境限制、施工操作简单、使用安全、易推广的优点。
实施例2
本实施例提供了一种水力压裂支撑剂,其由以下重量份数的组份组成:
用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂70-75份;
主防蜡剂15-20份,溶解速度控制剂4-6份,分散剂3-4份,粘结剂3-4份;
可降解纳米材料1-2份。
进一步地,所述可降解纳米材料由以下重量百分比的组份组成:淀粉35%-45%,纳米粉体30%-40%,增塑剂15%-20%,聚乙烯醇10%-15%。
进一步地,本实施例还进一步公开了该支撑剂的制备方法,如图2所示,包括以下步骤:
S101,制备可降解纳米材料,具体方法为:将配方量的淀粉、纳米粉体(粒径为15-30纳米)、增塑剂,聚乙烯醇;在140-160℃进行熔融共混,即得所述可降解纳米材料;
S102,通过硅烷偶联剂对陶粒或石英砂进行表面处理,并取配方量的用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂放入混砂锅中搅拌加热至250-300℃;
S103,向步骤S2的混砂锅中加入配方量的粘结剂,搅拌降温至150-200℃时加入配方量的分散剂,然后在温度降至120-150℃时分别加入配方量的主防蜡剂和溶解速度控制剂;最后在温度降至100-120℃时加入配方量的步骤S1所制得的可降解纳米材料;
S104,搅拌混合后分散均匀、晾干,得到所述水力压裂支撑剂。
需要说明的是,所述步骤S101中增塑剂优选邻苯二甲酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、硬脂酸酯、磷酸酯、甘油中的一种或几种组成的混合物。
所述步骤S102中陶粒或石英砂的粒径为0.11-0.85mm;使用硅烷偶联剂处理陶粒支撑剂或石英砂支撑剂时,硅烷偶联剂占比为支撑剂内核总质量的0.5%-1%。 具体地,使用硅烷偶联剂对陶粒或石英砂进行表面处理的方法可参考申请号201710383374.X的发明专利“一种CO2干法压裂功能材料包覆支撑剂的方法”中所记载的关于“使用硅烷偶联剂对陶粒或石英砂支撑剂的表面进行处理”的内容,通过处理后的支撑剂表面,能够与防蜡层实现均质结合、且不易脱落。
进一步地,所述的混砂锅的搅拌速度优选100-150转/分钟。
本发明采用支撑剂覆膜的方式,将防蜡、支撑和防护的功能了有机统一。
实施例3
在上述实施例的基础上,作为一种优选,所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种组成的混合物。
进一步地,主防蜡剂为醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物或聚丙烯酸高碳醇酯;具体地,所述醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物中单体的摩尔比为醋酸乙烯酯:顺丁烯二酸酐:丙烯酰胺=1:(0.5~1):(0.3~0.5),三元共聚物的分子量为2000-10000kDa;所述聚丙烯酸高碳醇酯优选聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯或聚丙烯酸十八酯。
所述溶解速度控制剂优选醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物,该二元共聚物的单体摩尔比为醋酸乙烯酯:马来酸酐=1:2~2:1;所述醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物的的分子量为300-12000kDa;
所述分散剂优选聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯;
所述粘结剂优选酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、杂环高分子粘结剂中的一种或几种组成的混合物。
实施例4
一种水力压裂支撑剂,包括支撑剂内核以及由内而外依次包裹于支撑剂内核外部的固态防蜡层、保护层;具体地,所述支撑剂内核为用乙烯基三甲氧基硅烷处理过的石英砂;所述固态防蜡层由醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物、醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、酚醛树脂组成;保护层为可降解纳米材料,其由淀粉、纳米粉体、PVA(聚乙烯醇)、邻苯二甲酸酯在反应釜中进行熔融共混制备而成。
进一步地,按重量份计,该支撑剂的组成为:
改性支撑剂70.5份份;
醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物18份,醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物4份,聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯3.5份,酚醛树脂3 份;
可降解纳米材料1份。
本实施例还进一步公开了该具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂的制备方法,包括以下步骤:
S1,将0.45份淀粉、0.3份纳米粉体、0.15份PVA(聚乙烯醇)、0.1份邻苯二甲酸酯在反应釜中进行熔融共混制备可降解纳米材料备用;
S2,取压裂用粒径0.125mm的石英砂70份,乙烯基三甲氧基硅烷0.5份混合,制得用硅烷偶联剂处理过的石英砂70.5份;
S3,将步骤S2所得改性支撑剂加热到250-300℃,放入混砂锅中以120转/分钟搅拌,加入配方量的酚醛树脂;然后当混合物温度降至150-200℃时加入配方量的聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯;温度降至120-150℃时加入配方量的醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物和醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物;
S4,温度降至100-120℃时加入步骤S1所制备的可降解纳米材料1份;
S5,搅拌混合后均匀后,分散、晾干,得到具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂。
在完成通洗井、试压、射孔后开始压裂,首先注入前置液,之后注入3-20方的上述具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂,随后继续加入常规支撑剂,其余压裂作业程序与常规压裂相同。
将所得水力压裂支撑剂的性能与常规防蜡剂的性能进行对比,如下表1所示:
表1 防蜡支撑剂与常规防蜡剂性能对比数据表
Figure 247647DEST_PATH_IMAGE002
本发明所述水力压裂支撑剂与常规防蜡剂效果对比如下表2所示:
表2防蜡支撑剂与常规防蜡效果对比数据表
Figure DEST_PATH_IMAGE003
从上表可以看出,该支撑剂在水力压裂加砂初始阶段加入,泵送至油层深部,保护层在地层温度条件下、遇油溶解后,防蜡成分在溶解速度控制剂作用下缓慢释放。防蜡组分进入油层深部,因而不受季节影响,实现防蜡成分的长效均匀释放,具有防蜡效率高、作用时间长、不受季节环境限制、施工操作简单、使用安全、易推广的优点。
实施例5
一种水力压裂支撑剂,包括支撑剂内核以及由内而外依次包裹于支撑剂内核外部的固态防蜡层、保护层;具体地,所述支撑剂内核为用乙烯基三甲氧基硅烷处理过的石英砂;所述固态防蜡层由醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物、醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、环氧树脂组成;保护层为可降解纳米材料,其由淀粉、纳米粉体、PVA(聚乙烯醇)、己二酸酯在反应釜中进行熔融共混制备而成。
进一步地,按重量份计,该支撑剂的组成为:
改性支撑剂74份;
醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物15份,醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物4份,聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯3份,环氧树脂3份;
可降解纳米材料1份。
本实施例还进一步公开了该具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂的制备方法,包括以下步骤:
S1,将0.35份淀粉、0.30份纳米粉体、0.2份PVA(聚乙烯醇)、0.15份己二酸酯在反应釜中进行熔融共混制备可降解纳米材料备用;
S2,取压裂用粒径0.150mm的石英砂73.6份,乙烯基三甲氧基硅烷0.4份混合,制得用硅烷偶联剂处理过的石英砂74份;
S3,将步骤S2所得改性支撑剂加热到250-300℃,放入混砂锅中以120转/分钟搅拌,加入配方量的环氧树脂;然后当混合物温度降至150-200℃时加入配方量的聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯;温度降至120-150℃时加入配方量的醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物和醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物;
S4,温度降至100-120℃时加入步骤S1所制备的可降解纳米材料1份;
S5,搅拌混合后均匀后,分散、晾干,得到具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂。
在完成通洗井、试压、射孔后开始压裂,首先注入前置液,之后注入上述具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂,随后继续加入常规支撑剂,其余压裂作业程序与常规压裂相同。
在完成通洗井、试压、射孔后开始压裂,首先注入前置液,之后注入上述具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂,随后继续加入常规支撑剂,其余压裂作业程序与常规压裂相同。
实施例6
一种水力压裂支撑剂,包括支撑剂内核以及由内而外依次包裹于支撑剂内核外部的固态防蜡层、保护层;具体地,所述支撑剂内核为用γ-氨丙基三甲氧基硅烷处理过的石英砂;所述固态防蜡层由聚丙烯酸十八酯、醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、不饱和聚酯树脂组成;保护层为可降解纳米材料,其由淀粉、纳米粉体、PVA(聚乙烯醇)、磷酸酯在反应釜中进行熔融共混制备而成。
进一步地,按重量份计,该支撑剂的组成为:
改性支撑剂71.5份;
聚丙烯酸十八酯16份,醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物5份,聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯3份,不饱和聚酯树脂3份;
可降解纳米材料1.5份。
本实施例还进一步公开了该具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂的制备方法,包括以下步骤:
S1,将0.40份淀粉、0.32份纳米粉体、0.16份PVA(聚乙烯醇)、0.12份磷酸酯在反应釜中进行熔融共混制备可降解纳米材料备用;
S2,取压裂用粒径0.300mm的陶粒70.8份,γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.7份混合,制得用硅烷偶联剂处理过的陶粒71.5份;
S3,将步骤S2所得改性支撑剂加热到250-300℃,放入混砂锅中以120转/分钟搅拌,加入配方量的不饱和聚酯树脂;然后当混合物温度降至150-200℃时加入配方量的聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯;温度降至120-150℃时加入配方量的聚丙烯酸十八酯和醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物;
S4,温度降至100-120℃时加入步骤S1所制备的可降解纳米材料1.5份;
S5,搅拌混合后均匀后,分散、晾干,得到具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂。
在完成通洗井、试压、射孔后开始压裂,首先注入前置液,之后注入上述具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂,随后继续加入常规支撑剂,其余压裂作业程序与常规压裂相同。
实施例7
一种水力压裂支撑剂,包括支撑剂内核以及由内而外依次包裹于支撑剂内核外部的固态防蜡层、保护层;具体地,所述支撑剂内核为用γ-氨丙基三乙氧基硅烷处理过的石英砂;所述固态防蜡层由聚丙烯酸十六酯、醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、环氧树脂组成;保护层为可降解纳米材料,其由淀粉、纳米粉体、PVA(聚乙烯醇)、癸二酸酯在反应釜中进行熔融共混制备而成。
进一步地,按重量份计,该支撑剂的组成为:
改性支撑剂71份;
聚丙烯酸十六酯17份,醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物4份,聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯4份,环氧树脂3份;
可降解纳米材料1份。
本实施例还进一步公开了该具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂的制备方法,包括以下步骤:
S1,将0.36份淀粉、0.35份纳米粉体、0.18份PVA(聚乙烯醇)、0.11份癸二酸酯在反应釜中进行熔融共混制备可降解纳米材料备用;
S2,取压裂用粒径0.500mm的石英砂70.4份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.6份混合,制得用硅烷偶联剂处理过的石英砂71份;
S3,将步骤S2所得改性支撑剂加热到250-300℃,放入混砂锅中以120转/分钟搅拌,加入配方量的环氧树脂;然后当混合物温度降至150-200℃时加入配方量的聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯;温度降至120-150℃时加入配方量的聚丙烯酸十六酯和醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物;
S4,温度降至100-120℃时加入步骤S1所制备的可降解纳米材料1份;
S5,搅拌混合后均匀后,分散、晾干,得到具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂。
在完成通洗井、试压、射孔后开始压裂,首先注入前置液,之后注入上述具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂,随后继续加入常规支撑剂,其余压裂作业程序与常规压裂相同。
实施例8
本实施例提供了具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂的制备方法,包括以下步骤:
S1,取淀粉5克、纳米粉体5克、PVA(聚乙烯醇)3克、硬脂酸酯2克在反应釜中进行熔融共混制备成可降解纳米材料备用;
S2,取压裂用40/70目石英砂(粒径0.212-0.425mm)1000克,乙烯基三乙氧基硅烷15克混合,制得用硅烷偶联剂处理过的石英砂;
S3,将步骤S2所得改性支撑剂加热到250-300℃,放入混砂锅中以120转/分钟搅拌,加入酚醛树脂35克;
S4,混合物温度降至150-200℃时加入聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯35克;
S5,温度降至120-150℃时加长链烃多支链有机酸酯共聚物180克和醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物50克;
S6,温度降至100-120℃时加入可降解纳米材料15克;
S7,搅拌混合后均匀后,分散、晾干,得到长效防蜡支撑剂。
A1井需要开展防蜡作业,水力压裂设计加砂50方、液量500方、前置液100方。完成通洗井、试压、射孔后开始压裂,首先注入前置液100方,之后注入本发明所述具有长效防蜡功能的水力压裂支撑剂10方,随后继续加入常规支撑剂40方,其余压裂作业程序与常规压裂相同。
综上所述,本发明采用支撑剂覆膜的方式,将防蜡、支撑和防护的功能了有机统一,且本发明加注方式和常规压裂工艺相同,无需其他特殊配备和工艺流程,施工操作简单、使用安全、易推广的优点。
以上所述,只是本发明的较佳实施例而已,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明,但本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化,其都在该技术的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水力压裂支撑剂,其特征在于:包括支撑剂内核(1)以及由内而外依次包裹于支撑剂内核(1)外部的固态防蜡层(2)、保护层(3);
所述支撑剂内核(1)为用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂;固态防蜡层(2)由主防蜡剂、溶解速度控制剂、分散剂、粘结剂组成;保护层(3)为可降解纳米材料;
所述主防蜡剂为醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物或聚丙烯酸高碳醇酯;
所述溶解速度控制剂为醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物;
所述分散剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯;
所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或几种组成的混合物;
所述可降解纳米材料由以下重量百分比的组份组成:淀粉35%-45%,纳米粉体30%-40%,增塑剂15%-20%,聚乙烯醇10%-15%;
所述水力压裂支撑剂的制备方法,包括以下步骤:
S101,制备可降解纳米材料,具体制备方法为:将配方量的淀粉、纳米粉体、聚乙烯醇、增塑剂依次加入反应釜中,在140-160℃进行熔融共混,即得所述可降解纳米材料;
S102,通过硅烷偶联剂对陶粒或石英砂进行表面处理,并取用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂放入混砂锅中搅拌加热至250-300℃;
S103,向步骤S102的混砂锅中加入粘结剂,搅拌降温至150-200℃时加入分散剂,然后在温度降至120-150℃时分别加入主防蜡剂和溶解速度控制剂;最后在温度降至100-120℃时加入步骤S101所制得的可降解纳米材料;
S104,搅拌混合后分散均匀、晾干,得到所述水力压裂支撑剂。
2.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂,其特征在于,其由以下重量份数的组份组成:
用硅烷偶联剂处理过的陶粒或石英砂70-75份;
主防蜡剂15-20份,溶解速度控制剂4-6份,分散剂3-4份,粘结剂3-4份;
可降解纳米材料1-2份。
3.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂,其特征在于:所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂,其特征在于:所述醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸酐-丙烯酰胺三元共聚物的分子量为2000-10000kDa;所述聚丙烯酸高碳醇酯为聚丙烯酸十四酯、聚丙烯酸十六酯或聚丙烯酸十八酯;所述醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物的分子量为300-12000kDa。
5.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂,其特征在于:所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、硬脂酸酯、磷酸酯、甘油中的一种或几种组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂,其特征在于:所述硅烷偶联剂占支撑剂内核(1)总质量的0.5%-1%;所述陶粒或石英砂的粒径为0.11-0.85mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种水力压裂支撑剂的应用,其特征在于,该水力压裂支撑剂的应用方法为:在水力压裂前置液阶段完成后,将3-20方的水力压裂支撑剂注入地层后,再继续进行压裂作业。
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